視頻監(jiān)控系統(tǒng)高清化淺析

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      網絡高清視頻監(jiān)控在平安城市中的應用越來越多，更多的用戶愿意并喜歡上了高清視頻監(jiān)控，高清所帶來的超高畫質、超寬場景給人以極大的視覺震撼。網絡監(jiān)控逐漸取代模擬監(jiān)控、高清監(jiān)控逐漸取代標清監(jiān)控已經成為了當今平安城市建設中不可逆轉的趨勢。網絡高清視頻監(jiān)控不僅僅可以給用戶帶來更加清晰的圖像細節(jié)，還能帶給智能分析系統(tǒng)更多的數據來源，極大的豐富了監(jiān)控數據的再利用再開發(fā)，為人們使用監(jiān)控系統(tǒng)帶來了極大的便利。高清視頻監(jiān)控，正一步步改變著人們的生活。

　　網絡高清視頻監(jiān)控正突飛猛進的發(fā)展，從清晰度上來說，從百萬像素，到200萬，再到300萬，500萬等都已經有眾多的產品在市場上應用;從市場份額上來說，高清方案已經逐漸普及，傳統(tǒng)監(jiān)控領域高清所占市場份額也在逐步增大，據國際權威電子行業(yè)研究機構IMSRESEARCH發(fā)布的報告表明，未來五年內，高清監(jiān)控產品所占市場份額將會超越傳統(tǒng)的標清監(jiān)控產品[1]。面對高清潮流，在平安工程的建設中，用戶尤其是公安民警們更需要關注的是，如何讓網絡高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)穩(wěn)定良好的運行，從而使高清真正的服務于大眾，實現(xiàn)平安杭州，和諧家園的美好夙愿。

　　一、網絡高清監(jiān)控簡介

　　圖1.網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)

　　如圖1所示，這是一個標準的網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)，由五個部分構成：前端采集單元、數據傳輸單元、專業(yè)存儲單元、控制平臺單元以及圖像顯示單元。其實，網絡高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)也是由這五個基本的部分組成，只是，和傳統(tǒng)的網絡監(jiān)控系統(tǒng)所不同的是，高清監(jiān)控的每一部分都要求適應高清視頻的需求，如前端采集部分，則需要高清網絡攝像機作為采集單元，只有這樣，用戶最終從圖像顯示單元所看到的圖像才可能是高度清晰的、細節(jié)充分的畫面，當然，此時的圖像顯示單元也是高清圖像顯示單元，如高清解碼設備、高清拼接屏等。

　　網絡高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)的五個部分有機結合，形成一個完整可靠的整體，為用戶帶來高清的視覺體驗。各個部分各施其職，在一個完整標準的高清監(jiān)控系統(tǒng)中，五個部分缺一不可。

　　1.高清前端采集單元

　　前端采集單元，一般而言，包括治安監(jiān)控攝像機、卡口攝像機以及電子警察等攝像單元。以治安監(jiān)控攝像機為例，可以分為云臺攝像機和固定攝像機，這兩者的區(qū)別，顧名思義，即是否可以進行云臺控制、是否可以進行攝像方向的調整，在平安工程應用中，它們經常以球型攝像機和槍型攝像機的形式出現(xiàn)。其實，對于平安工程而言，攝像機還有很多非常重要的性能指標值得關注，比如彩色低照度性能、強光抑制功能、圖像幀數等基本指標，這些指標都決定著一臺前端攝像機(包括高清攝像機)采集圖像的效果好壞。圖2所示是一臺槍型攝像機。

　　圖2.槍型攝像機

　　2.數據傳輸單元

　　既然是網絡高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)，網絡對于監(jiān)控系統(tǒng)就尤為重要，這就要求在進行系統(tǒng)設計的時候要充分考慮到網絡狀況，對網絡要進行專門專業(yè)的設計和考慮。在網絡高清監(jiān)控系統(tǒng)中，網絡正是數據傳輸的重要承載體。

　　在平安工程中，通常會涉及到多種網絡設備的選擇，包括接入交換機、匯聚交換機以及核心交換機，不同交換機在視頻承載網中分攤不同的任務。網絡也有多種拓撲結構，包括總線型、環(huán)型、星型以及混合型，各種拓撲和各種網絡設備配合在一起，可以組成多種多樣的網絡架構，應對不同的視頻監(jiān)控系統(tǒng)需求。所以，在網絡高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，一個好的網絡設計，一個好的網絡環(huán)境，對監(jiān)控系統(tǒng)正常高速的運轉，極其關鍵。圖3是核心交換機。

　　圖3.核心交換機

　　3.專業(yè)存儲單元

　　在平安工程建設中，不僅僅監(jiān)控清晰度越來越高，同時新增建設點位也在呈現(xiàn)指數增長，隨之而來的就是海量數據的存儲與管理。在監(jiān)控系統(tǒng)中，存儲單元同樣是必不可少的，視頻監(jiān)控系統(tǒng)不僅僅需要實時的現(xiàn)場畫面，更關鍵的是，還可以在事件或事故之后及時回看事發(fā)現(xiàn)場當時的狀況，這就對專業(yè)存儲單元提出了嚴格的要求。平安工程中要求事發(fā)錄像能及時查看、迅速查找、完整保存，也就要求了錄像回放速度的快速，錄像搜尋的高效，以及錄像保存的可靠。另外，錄像存儲成本一直是業(yè)界津津樂道的一個話題，眾所周知，數據量越大，要求的存儲設備也就越多，設備維護工作也就越大，設備功耗也水漲船高，從而存儲成本隨之增加，在高清監(jiān)控系統(tǒng)中，海量的高清數據使存儲成本的探討也更具意義。

　　4.控制平臺單元

　　監(jiān)控平臺相當于整個監(jiān)控系統(tǒng)的大腦，它是系統(tǒng)與用戶實現(xiàn)人機互動的橋梁，也是用戶管理查看系統(tǒng)工作狀態(tài)的工具。一個基礎的監(jiān)控平臺可以對監(jiān)控設備進行統(tǒng)一的配置和管理，比如讓前端設備與后端存儲進行合理的通信，制定相應的存儲策略，設定不同權限用戶的優(yōu)先級，查看系統(tǒng)設備狀態(tài)等等;監(jiān)控平臺還可以對設備進行實時控制，遠程控制云臺轉動、機動變焦鏡頭的焦距縮放，或是對實時圖像進行手動抓拍，實現(xiàn)非現(xiàn)場執(zhí)法;當今，在大聯(lián)網的趨勢下，通過統(tǒng)一的標準，平臺還承擔著互通任務，通過平臺對接，可以完成不同監(jiān)控系統(tǒng)之間的交流管理，在平安工程中則表現(xiàn)為上級監(jiān)控系統(tǒng)管理下級監(jiān)控系統(tǒng)，下級監(jiān)控系統(tǒng)推送視頻數據到上級監(jiān)控系統(tǒng)。

　　5.圖像顯示單元

　　圖像顯示單元是監(jiān)控系統(tǒng)的窗戶，用戶通過它可以看到實時圖像和錄像回放，這也正是視頻監(jiān)控系統(tǒng)所存在的目的。圖像顯示單元一般分為兩個部分:解碼設備和顯示設備，解碼設備負責將編碼數據解碼為顯示設備能夠識別的數據，然后通過顯示設備實現(xiàn)圖像的顯示。在高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，由于視頻數據的海量性，使得解碼設備的工作量相對較高，所以對其性能要求也就更高，同時還要求解碼設備能夠對圖像顯示進行分配管理，如實現(xiàn)輪巡、分屏等基本顯示功能。而一個好的顯示器才能夠提供好的畫面質量，所以對于高清視頻而言，高清顯示器也是必不可少。圖4所示為公安民警正在利用指揮中心中的客戶端和電視墻對監(jiān)控系統(tǒng)進行相關操作。

　　圖4.某指揮中心示意圖